• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
04.04.2024, 14:43
Дарья Губина
2 485

Астрономы впервые подтвердили приливный захват у экзопланеты

❋ 4.7

Суперземля Куа’куа, или LHS 3844b, в полусотне световых лет от нас стала первой планетой, находящейся в подтвержденном приливном захвате со звездой. Это удалось выяснить благодаря тому, что у планеты нет атмосферы.

Планета Куа’куа, или LHS 3844b
Планета Куа’куа, или LHS 3844b, в представлении художника / © NASA, ESA, CSA, Dani Player (STScI)

Считается, что экзопланеты, летающие близко к своей звезде, находятся в приливном захвате, то есть одна их сторона всегда обращена к звезде, как у Луны — к Земле. Такая синхронизация происходит из-за гравитационного взаимодействия двух тел. Но в системе не всегда есть лишь два тела. На вращение планеты оказывает влияние и ее внутренняя структура: например, магма у ядра или другой жидкий слой, а также атмосфера или океан, если таковые есть. Более того, не всегда вращение получается «чистым» синхронным, нередко возникает резонанс.

Несмотря на множество факторов, моделирование показало, что планеты на круговых орбитах всегда выходят на синхронное вращение. Проблема в том, что наши инструменты не позволяют настолько точно измерить эксцентриситет орбиты, а даже при значении e = 0.001 — 0.01 экзопланета уже может поддерживать резонанс. Поэтому ученые пытаются определить приливный захват по косвенным признакам. Например, по тому, как планета нагревается по всей своей орбите — по ее фазовой тепловой кривой.

Проще всего анализировать эту кривую у «голых» экзопланет без атмосферы или океана. Их нагрев зависит лишь от вращения, орбиты, свойств поверхности или потенциального приливного разогрева. Оценить их гораздо проще, чем влияние потенциальной «погоды» на газовых гигантах.

Именно поэтому для проверки приливного захвата международная группа астрофизиков выбрала Куа’куа, или LHS 3844b. Это небольшая (1,32 радиуса Земли) экзопланета летает у красного карлика в 48,5 светового года от нас. Ее орбитальный период — всего 11,1 часа. Согласно наблюдениям и спектральному анализу, ее ночная сторона совсем холодная, почти нет ни водорода, ни воды, а значит, нет и плотной атмосферы. Более того, судя по фазовой тепловой кривой, у Куа’куа почти круговая орбита.

Авторы нового исследования, опубликованного в журнале The Astrophysical Journal, построили тепловую компьютерную модель Куа’куа и сопоставили результаты с данными наблюдений космического телескопа «Спитцер». В отличие от предыдущих исследований этой экзопланеты, ученые анализировали всю фазовую тепловую кривую, а не только ее часть.

Слева: излучение дневной стороны Куа’куа по данным наблюдений (красная линия) в сравнении со сценариями, когда планета находится в резонансе, как Меркурий (зеленая прямая), и в псевдосинхронизации (синяя кривая). Справа: фазовая кривая Куа’куа при разном вращении и разных характеристиках поверхности (сверху базальт, снизу реголит). Черные точки — данные наблюдений. Синяя линия — сценарий приливного захвата / © Lyu et al, The Astrophysical Journal, 2024

Моделирование показало, что резонансное вращение 3:2, как у Меркурия с Солнцем, разогревало бы Куа’куа приливными силами гораздо сильнее, чем мы видим по данным «Спитцера». Отсутствие признаков сильного приливного разогрева также указывает на маленький эксцентриситет орбиты экзопланеты, менее 0,001. То есть, если планета и вращается вокруг своей оси, то настолько медленно, что, по сути, находится в приливном захвате.

У поверхности Куа’куа очень низкое альбедо, то есть отражательная способность. Ранее ученые думали, что причина в базальтовой корке. Новое моделирование показало, что такой сценарий не подходит. Фазовая тепловая кривая экзопланеты лучше всего объясняется космическим выветриванием (то есть Куа’куа покрыта слоем реголита) или небольшим приливным разогревом от взаимодействия с гипотетической еще одной планетой. По оценке авторов исследования, без наличия еще одной планеты при таком приливном воздействии звезды Куа’куа вышла бы на круговую орбиту всего за 530 лет.

Так как второй сценарий требует принятия предположения о существовании еще одной планеты, авторы новой работы отдали предпочтение версии о реголитовой поверхности, хотя только по данным это подтвердить пока невозможно.

По более точным измерениям угловой скорости можно будет точнее определить эксцентриситет орбиты Куа’куа и тем самым опровергнуть гипотезу о влиянии еще одной планеты. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» теоретически может разглядеть в спектре космическое выветривание. Также выводы авторов новой работы можно будет проверить на более точной фазовой тепловой кривой, которую позволят получить будущие наблюдения.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
17 июля, 18:11
Юлия Тарасова

Новое исследование показало, что реакция псов на объекты и звуки с ТВ-экранов варьируется в зависимости от характера и психологических особенностей питомцев. По мнению специалистов, знание этих деталей может пригодиться при разработке коррекционных программ для собак с проблемным поведением.

17 июля, 14:41
Александр Березин

Полтора десятка лет назад студент из Непала открыл на снимках NASA потоки жидкой воды на четвертой планете. Большинство ученых отреагировало на это с серьезным скепсисом. Одна за одной выходили работы о том, что этого не может быть, ведь давление и температура там слишком низки. Но в новом исследовании показано, почему на самом деле жидкая вода возможна даже в марсианских условиях, то есть открытие потоков там вполне реально.

18 июля, 11:48
Юлия Тарасова

Не секрет, что занятия спортом под музыку приятнее и помогают повысить продуктивность тренировок. В новом исследовании итальянские ученые на примере силовых упражнений показали, какая именно музыка лучше подходит для таких целей.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

15 июля, 12:45
ПНИПУ

В условиях отсутствия связи (шахты, горы, тайга) критически важна надежная передача данных. Ученые Пермского Политеха разработали цифровую радиостанцию, устойчивую к помехам и физическим препятствиям, включая бетонные стены. Устройство передает данные в двух сетях MANET одновременно, обеспечивая скорость до 300 кбит/с (низкоскоростной канал) и 54 Мбит/с (высокоскоростной). Рация работает как ретранслятор и узел сети, что делает ее незаменимой для спасателей, промышленности и туристов. Ключевые преимущества разработки: помехоустойчивость, дальность связи до 30 километров и работа при -25°C до +55 градусов Цельсия.

15 июля, 11:00
НИУ ВШЭ

В Институте искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ предложили новый подход, основанный на современных методах машинного обучения, для определения генетического происхождения человека. Графовые нейросети позволяют с высокой точностью различать даже очень близкие популяции.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно